隔膜工艺应用之涂覆技术

发布时间：2022-12-13点击：14674

锂离子电池使用的隔膜为了改善安全性能和电化学性能，通常会使用涂覆技术，例如对于PE隔膜，常见的有无极陶瓷涂覆，水性PVDF涂覆，油性PVDF涂覆，油性芳纶涂覆。

实验室里相应有涂覆固态电解质，阻燃剂，补锂材料等各种各样的尝试，涂覆PVDF和涂覆其他材料的作用不尽相同。

涂覆氧化铝等无机陶瓷材料和涂覆芳纶等耐高温高分子材料是为了改善隔膜的高温热收缩，主要从考虑安全性能为切入点。

而涂覆PVDF是因为锂离子电池电芯生产过程中有一步热压工艺，通过PVDF粘结极片与隔膜，排除内部间隙的空气，增加电芯硬度，保持电芯厚度一致性。

涂覆后的隔膜比普通隔膜更具优异性：

可提升隔膜的热稳定性、改善其机械强度，防止隔膜收缩而导致的正负极大面积接触；
能提高其耐刺穿能力，防止电池长期循环锂枝晶刺穿隔膜引发的短路，并能中和电解液中少量的HF，防止电池气胀；
陶瓷涂层的孔隙率大于隔膜的孔隙率，有利于增强隔膜的保液性和浸润性，从而延长锂电池循环寿命。

不同途径涂覆PVDF效果不尽相同。除水系PVDF颗粒涂覆，油系非溶剂相分离PVDF涂覆外，还有喷涂，挥发造孔等，大致涂覆隔膜制备方法如下：

水系PVDF混涂隔膜的制备：将一定质量的PVDF粉末、氧化铝、粘结剂、助剂和水混合搅拌均匀，使用研磨设备至浆料分散均匀。利用涂布机将浆料涂布到聚乙烯多孔基膜上，干燥后得到水系PVDF混涂隔膜。
溶剂型PVDF混涂隔膜的制备：取一定质量的PVDF粉末、氧化铝加入到DMAC中，搅拌均匀，高速分散得到溶剂型涂布液。利用涂布机将涂布液涂布到聚乙烯多孔基膜上，使用浸渍相反转的方法，经过凝固浴固化、去离子水水洗、烘干干燥得到溶剂型PVDF混涂隔膜。
水系陶瓷涂覆隔膜的制备：将一定质量的氧化铝、粘结剂、助剂和水混合搅拌均匀，使用研磨设备至浆料分散均匀。利用涂布机将浆料涂布到聚乙烯多孔基膜上，干燥后得到水系陶瓷涂覆隔膜。

就基膜涂覆一体化而言，有利于隔膜厂把控产品质量、降本增效：隔膜本身较为脆弱，基膜的分切、收卷、运输装卸再到涂覆均会增加产品损坏风险。

一体化生产可以较大程度减少产品瑕疵，并根据客户反馈进行穿透式质量管理，以便及时调整工艺确保产品可靠稳定。

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